I glicosaminoglicani o GAG sono lunghe catene di carboidrati zuccherini presenti in numerose cellule del corpo umano. Svolgono una varietà di funzioni. In circostanze normali, il corpo scompone regolarmente i polisaccaridi per prevenire la sovrabbondanza e gli enzimi in genere metabolizzano questi zuccheri complessi alla fine della vita di una cellula. La presenza di alcune malattie genetiche note come malattie da accumulo lisosomiale, rende il corpo incapace di eseguire questo processo. I ricercatori studiano i GAG e la loro funzione in vari processi patologici.
I blocchi costitutivi di polisaccaridi collegati da altre molecole e che formano migliaia di variazioni di catena costituiscono i GAG. La maggior parte dei GAG nel corpo sono acidi ialuronici non proteici, mentre altri includono condroitina e molecole di eparan solfato. Questi GAG svolgono un ruolo importante nello sviluppo, riparazione e sostituzione cellulare. Le catene sono costituenti vitali per lo sviluppo di molti sistemi del corpo, tra cui cornee, cartilagini e tendini, pelle e tessuto connettivo.
I glicosaminoglicani contenenti condroitina-solfato sono necessari per lo sviluppo del cervello, della cartilagine e dei tessuti oltre a garantire la stabilità delle sinapsi neuronali. Le catene di eparan solfato partecipano ai processi di sviluppo e alla rigenerazione dei vasi sanguigni insieme alla regolazione delle proprietà di coagulazione del sangue. Entrambi sono presenti durante i processi infiammatori e i ricercatori ritengono che la mancanza di condroitina contribuisca ai cambiamenti artritici. Molti credono che gli integratori di condroitina migliorino la mobilità articolare migliorando la lubrificazione.
Il liquido interstiziale e le sostanze gelatinose presenti nel corpo contengono anche glicosaminoglicani chiamati mucopolisaccaridi, che regolano la viscosità dei fluidi e consentono ai tessuti di trattenere l’umidità e mantenere la forma corretta. Una corretta idratazione assicura che queste catene interstiziali funzionino adeguatamente. Durante il naturale processo di invecchiamento, la mancanza di questi fluidi vitali contribuisce alla perdita di elastina e collagene, che provoca la comparsa di linee e rughe. Molti prodotti cosmetici incorporano acido ialuronico nel tentativo di sostituire i GAG che il corpo non produce più.
Come con i componenti cellulari, il corpo elimina o sostituisce regolarmente i glicosaminoglicani quotidianamente, ma alcune persone non hanno questa capacità. Le persone con mucopolisaccaridosi o malattie genetiche da accumulo lisosomiale hanno scorte insufficienti di particolari enzimi o mancano completamente degli enzimi necessari per smontare i GAG secondo necessità. Le malattie sono progressive e, nel tempo, consentono accumuli anomali di glicosaminoglicani, che si traducono in sintomi multisistemici. Gli accumuli causano un aspetto fisico alterato, cognizione ridotta, cambiamenti scheletrici e ingrossamento degli organi.
I lipopolisaccaridi sono componenti GAG delle membrane cellulari batteriche. I blocchi lipidici di queste catene formano le endotossine che possono produrre malattie. Ottenendo una migliore comprensione di queste catene GAG, i ricercatori sviluppano le conoscenze per combattere il modo in cui i batteri sfuggono al riconoscimento del sistema immunitario o sviluppano resistenza agli antibiotici. La ricerca sui mucopolisaccaridi fornisce anche informazioni sullo sviluppo dei tessuti maligni.